CN117030048B - 一种适用于电力设备的温度检测以及过热预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于温度检测领域，涉及数据分析技术，用于解决现有技术无法对电气设备的密封绝缘套管内部温度进行精准检测的问题，具体是一种适用于电力设备的温度检测以及过热预警系统，包括温度检测平台，温度检测平台通信连接有表面检测模块、图像检测模块、图像调节模块以及存储模块；表面检测模块用于对电力设备的金属绝缘套管进行表面温度检测：将电力设备的金属绝缘套管标记为检测对象，获取检测对象的温检系数WJ；本发明可以对电力设备的金属绝缘管进行表面温度检测，通过在金属绝缘套管的表面设置若干个检测点并采集其温度值，对所有检测点的温度值进行综合分析与计算对金属绝缘套管的内部温度值进行推算。
Description
技术领域
本发明属于温度检测领域，涉及数据分析技术，具体是一种适用于电力设备的温度检测以及过热预警系统。
背景技术
电力设备内部过热缺陷主要包括：发电机封闭母线过热；变压器绕组、铁心及套管过热；少油断路器触头接触不良引起的过热；电压互感器因铁心不良引起的过热以及因绝缘不良或缺油引起的内部放电和爆炸隐患。
高压电气设备内部过热缺陷的特点是：故障点密封在绝缘材料或金属外壳中，由于红外线的穿透能力较弱，红外辐射基本不能穿透绝缘材料和设备外壳，所以无法直接用红外热成像装置对密封绝缘套管内部温度进行检测。
针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于电力设备的温度检测以及过热预警系统，用于解决现有技术无法对电气设备的密封绝缘套管内部温度进行精准检测的问题；
本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以对电气设备的密封绝缘套管内部温度进行精准检测的适用于电力设备的温度检测以及过热预警系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种适用于电力设备的温度检测以及过热预警系统，包括温度检测平台，所述温度检测平台通信连接有表面检测模块、图像检测模块、图像调节模块以及存储模块；
所述表面检测模块用于对电力设备的金属绝缘套管进行表面温度检测：将电力设备的金属绝缘套管标记为检测对象，获取检测对象的温检系数WJ；通过存储模块获取到温检阈值WJmax，将检测对象的温检系数WJ与温检阈值WJmax进行比较并通过比较结果对检测对象的表面温度是否满足要求进行判定；
所述图像检测模块用于对电力设备的金属绝缘套管进行表面温度分析：对检测对象的表面进行图像拍摄得到检测图像，将检测图像放大为像素格图像并进行灰度变换，将像素格标记为稳定格或色变格；将色变格与像素格的数量比值标记为色变系数，通过色变系数对检测对象的表面色差是否满足要求进行判定；
所述图像调节模块用于对图像检测模块的分析结果进行优化调节。
作为本发明的一种优选实施方式，检测对象的温检系数WJ的获取过程包括：在检测对象的外表面设置若干个检测点，实时获取检测点的温度值并标记为检测点的表温值，对所有检测点的表温值进行求和取平均值得到检测点的表温数据BW，由所有检测点的表温值构成表温集合，对表温集合进行方差计算得到表差数据BC，通过对表温数据BW与表差数据BC进行数值计算得到检测对象的温检系数WJ。
作为本发明的一种优选实施方式，将检测对象的温检系数WJ与温检阈值WJmax进行比较的具体过程包括：若温检系数WJ小于温检阈值WJmax，则判定检测对象的表面温度满足要求；若温检系数WJ大于等于温检阈值WJmax，则判定检测对象的表面温度不满足要求，生成表面预警信号并将表面预警信号发送至温度检测平台，温度检测平台接收到表面预警信号后将表面预警信号发送至图像调节模块以及管理人员的手机终端。
作为本发明的一种优选实施方式，将像素格标记为稳定格或色变格的具体过程包括：将第一张检测图像的像素格灰度值标记为像素格的灰标值，将像素格的灰度值与灰标值差值的绝对值标记为灰差值，通过存储模块获取到灰差阈值，将灰差值与灰差阈值进行比较：若灰差值小于灰差阈值，则将对应的像素格标记为稳定格；若灰差值大于等于灰差阈值，则将对应的像素格标记为色变格。
作为本发明的一种优选实施方式，对检测对象的表面色差是否满足要求进行判定的具体过程包括：通过存储模块获取到色变阈值，将色变系数与色变阈值进行比较：若色变系数小于色变阈值，则判定检测对象的表面色差满足要求；若色变系数大于等于色变阈值，则判定检测对象的表面色差不满足要求，对检测对象进行衰减分析。
作为本发明的一种优选实施方式，对检测对象进行衰减分析的具体过程包括：将温检阈值WJmax与检测对象的温检系数WJ的差值标记为衰减值，通过存储模块获取到衰减阈值，将衰减值与衰减阈值进行比较：若衰减值小于衰减阈值，则判定检测对象的导热性能衰退状态满足要求；若衰减值大于等于衰减阈值，则判定检测对象的导热性能衰退状态不满足要求，生成套管更换信号并将套管更换信号发送至温度检测平台，温度检测平台接收到套管更换信号后将套管更换信号发送至管理人员的手机终端。
作为本发明的一种优选实施方式，图像调节模块对图像检测模块的分析结果进行优化调节的具体过程包括：图像调节模块接收到表面预警信号后将色变阈值与对应检测对象色变系数的差值标记为优化值，通过存储模块获取到优化阈值，将优化值与优化阈值进行比较并通过比较结果对检测对象的图像检测精度是否满足要求进行判定。
作为本发明的一种优选实施方式，将优化值与优化阈值进行比较的具体过程包括：若优化值小于优化阈值，则判定检测对象的图像检测精度满足要求；若优化值大于等于优化阈值，则判定检测对象的图像检测精度不满足要求，生成优化调节信号并将优化调节信号发送至温度检测平台，温度检测平台接收到优化调节信号后将优化调节信号发送至图像检测模块，图像检测模块接收到优化调节信号后对检测对象的色变阈值进行调节。
作为本发明的一种优选实施方式，对检测对象的色变阈值进行调节的具体过程包括：通过公式YH＝m1*SY得到优化值YH，其中SY为色变阈值，m1为比例系数，0.85≤m1≤0.95；将优化值YH的数值对色变阈值SY的数值进行替换。
作为本发明的一种优选实施方式，该适用于电力设备的温度检测以及过热预警系统的工作方法，包括以下步骤：
步骤一：对电力设备的金属绝缘套管进行表面温度检测：将电力设备的金属绝缘套管标记为检测对象，在检测对象的外表面设置若干个检测点，获取检测点的温度值并进行数值计算得到检测对象的温检系数WJ，通过温检系数WJ对检测对象的表面温度是否满足要求进行判定；
步骤二：对电力设备的金属绝缘套管进行表面温度分析：对检测对象的表面进行图像拍摄得到检测图像，将检测图像放大为像素格图像并进行灰度变换并获取检测对象的色变系数，通过色变系数对检测对象的表面色差是否满足要求进行判定；
步骤三：对图像检测模块的分析结果进行优化调节：图像调节模块接收到表面预警信号后将色变阈值与对应检测对象色变系数的差值标记为优化值，通过优化值对检测对象的图像检测精度是否满足要求进行判定，并在图像检测精度不满足要求时对色变阈值进行数值更新。
本发明具备下述有益效果：
1、通过表面检测模块可以对电力设备的金属绝缘管进行表面温度检测，通过在金属绝缘套管的表面设置若干个检测点并采集其温度值，对所有检测点的温度值进行综合分析与计算对金属绝缘套管的内部温度值进行推算，然后根据温检系数进行过热预警；
2、通过图像检测模块可以对电力设备的金属绝缘套管进行表面温度分析，通过对检测对象的表面进行图像拍摄与图像处理分析得到检测对象的色变系数，通过色变系数对检测对象的表面色差进行监控，同时在表面色差异常时对检测对象的导热性能衰退状态进行分析，及时对导热性能衰退状态不满足要求的金属绝缘套管进行更换；
3、通过图像调节模块可以对图像检测模块的分析结果进行优化调节，通过初期的表面温度检测结果对图像检测模块的色变阈值进行动态调节，直至色变阈值与表面温度检测结果相匹配，然后在后期通过图像检测模块对表面温度检测结果进行校正。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一的系统框图；
图2为本发明实施例二的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，一种适用于电力设备的温度检测以及过热预警系统，包括温度检测平台，温度检测平台通信连接有表面检测模块、图像检测模块、图像调节模块以及存储模块。
表面检测模块用于对电力设备的金属绝缘套管进行表面温度检测：将电力设备的金属绝缘套管标记为检测对象，在检测对象的外表面设置若干个检测点，实时获取检测点的温度值并标记为检测点的表温值，对所有检测点的表温值进行求和取平均值得到检测点的表温数据BW，由所有检测点的表温值构成表温集合，对表温集合进行方差计算得到表差数据BC，通过公式WJ＝α1*BW+α2*BC得到检测对象的温检系数WJ，其中α1与α2均为比例系数，且α1＞α2＞1；通过存储模块获取到温检阈值WJmax，将检测对象的温检系数WJ与温检阈值WJmax进行比较：若温检系数WJ小于温检阈值WJmax，则判定检测对象的表面温度满足要求；若温检系数WJ大于等于温检阈值WJmax，则判定检测对象的表面温度不满足要求，生成表面预警信号并将表面预警信号发送至温度检测平台，温度检测平台接收到表面预警信号后将表面预警信号发送至图像调节模块以及管理人员的手机终端；对电力设备的金属绝缘管进行表面温度检测，通过在金属绝缘套管的表面设置若干个检测点并采集其温度值，对所有检测点的温度值进行综合分析与计算对金属绝缘套管的内部温度值进行推算，然后根据温检系数进行过热预警。
基于量化可逆变色组分材料的变色特性参数与温度变化之间的关系，提出用于感知电力设备的金属绝缘套管热致发热缺陷的可逆变色材料组分配方；采用环氧树脂涂料作为基漆，与可逆变色复合材料微胶囊混合，制备变电站一次设备温度自检测方法用可逆变色复合材料涂层；在电力设备的金属绝缘套管涂覆热致可逆变色涂层开展应用，提出基于热致可逆变色涂层的电力设备温度检测与过热预警方法。
图像检测模块用于对电力设备的金属绝缘套管进行表面温度分析：对检测对象的表面进行图像拍摄得到检测图像，将检测图像放大为像素格图像并进行灰度变换，将第一张检测图像的像素格灰度值标记为像素格的灰标值，将像素格的灰度值与灰标值差值的绝对值标记为灰差值，通过存储模块获取到灰差阈值，将灰差值与灰差阈值进行比较：若灰差值小于灰差阈值，则将对应的像素格标记为稳定格；若灰差值大于等于灰差阈值，则将对应的像素格标记为色变格；将色变格与像素格的数量比值标记为色变系数，通过存储模块获取到色变阈值，将色变系数与色变阈值进行比较：若色变系数小于色变阈值，则判定检测对象的表面色差满足要求；若色变系数大于等于色变阈值，则判定检测对象的表面色差不满足要求，对检测对象进行衰减分析：将温检阈值WJmax与检测对象的温检系数WJ的差值标记为衰减值，通过存储模块获取到衰减阈值，将衰减值与衰减阈值进行比较：若衰减值小于衰减阈值，则判定检测对象的导热性能衰退状态满足要求；若衰减值大于等于衰减阈值，则判定检测对象的导热性能衰退状态不满足要求，生成套管更换信号并将套管更换信号发送至温度检测平台，温度检测平台接收到套管更换信号后将套管更换信号发送至管理人员的手机终端；对电力设备的金属绝缘套管进行表面温度分析，通过对检测对象的表面进行图像拍摄与图像处理分析得到检测对象的色变系数，通过色变系数对检测对象的表面色差进行监控，同时在表面色差异常时对检测对象的导热性能衰退状态进行分析，及时对导热性能衰退状态不满足要求的金属绝缘套管进行更换。
图像调节模块用于对图像检测模块的分析结果进行优化调节：图像调节模块接收到表面预警信号后将色变阈值与对应检测对象色变系数的差值标记为优化值，通过存储模块获取到优化阈值，将优化值与优化阈值进行比较：若优化值小于优化阈值，则判定检测对象的图像检测精度满足要求；若优化值大于等于优化阈值，则判定检测对象的图像检测精度不满足要求，生成优化调节信号并将优化调节信号发送至温度检测平台，温度检测平台接收到优化调节信号后将优化调节信号发送至图像检测模块，图像检测模块接收到优化调节信号后对检测对象的色变阈值进行调节：通过公式YH＝m1*SY得到优化值YH，其中SY为色变阈值，m1为比例系数，0.85≤m1≤0.95；将优化值YH的数值对色变阈值SY的数值进行替换；对图像检测模块的分析结果进行优化调节，通过初期的表面温度检测结果对图像检测模块的色变阈值进行动态调节，直至色变阈值与表面温度检测结果相匹配，然后在后期通过图像检测模块对表面温度检测结果进行校正。
实施例二
如图2所示，一种适用于电力设备的温度检测以及过热预警方法，包括以下步骤：
步骤一：对电力设备的金属绝缘套管进行表面温度检测：将电力设备的金属绝缘套管标记为检测对象，在检测对象的外表面设置若干个检测点，获取检测点的温度值并进行数值计算得到检测对象的温检系数WJ，通过温检系数WJ对检测对象的表面温度是否满足要求进行判定；
步骤二：对电力设备的金属绝缘套管进行表面温度分析：对检测对象的表面进行图像拍摄得到检测图像，将检测图像放大为像素格图像并进行灰度变换并获取检测对象的色变系数，通过色变系数对检测对象的表面色差是否满足要求进行判定；
步骤三：对图像检测模块的分析结果进行优化调节：图像调节模块接收到表面预警信号后将色变阈值与对应检测对象色变系数的差值标记为优化值，通过优化值对检测对象的图像检测精度是否满足要求进行判定，并在图像检测精度不满足要求时对色变阈值进行数值更新。
一种适用于电力设备的温度检测以及过热预警系统，工作时，将电力设备的金属绝缘套管标记为检测对象，在检测对象的外表面设置若干个检测点，获取检测点的温度值并进行数值计算得到检测对象的温检系数WJ，通过温检系数WJ对检测对象的表面温度是否满足要求进行判定；对检测对象的表面进行图像拍摄得到检测图像，将检测图像放大为像素格图像并进行灰度变换并获取检测对象的色变系数，通过色变系数对检测对象的表面色差是否满足要求进行判定；图像调节模块接收到表面预警信号后将色变阈值与对应检测对象色变系数的差值标记为优化值，通过优化值对检测对象的图像检测精度是否满足要求进行判定，并在图像检测精度不满足要求时对色变阈值进行数值更新。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式WJ＝α1*BW+α2*BC；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的温检系数；将设定的温检系数和采集的样本数据代入公式，任意两个公式构成二元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到α1以及α2的取值分别为2.87和2.14；
系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的温检系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如温检系数与表温数据的数值成正比。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (3)
1.一种适用于电力设备的温度检测以及过热预警系统，其特征在于，包括温度检测平台，所述温度检测平台通信连接有表面检测模块、图像检测模块、图像调节模块以及存储模块；
所述表面检测模块用于对电力设备的金属绝缘套管进行表面温度检测：将电力设备的金属绝缘套管标记为检测对象，获取检测对象的温检系数WJ；通过存储模块获取到温检阈值WJmax，将检测对象的温检系数WJ与温检阈值WJmax进行比较并通过比较结果对检测对象的表面温度是否满足要求进行判定；
所述图像检测模块用于对电力设备的金属绝缘套管进行表面温度分析：对检测对象的表面进行图像拍摄得到检测图像，将检测图像放大为像素格图像并进行灰度变换，将像素格标记为稳定格或色变格；将色变格与像素格的数量比值标记为色变系数，通过色变系数对检测对象的表面色差是否满足要求进行判定；
所述图像调节模块用于对图像检测模块的分析结果进行优化调节；
检测对象的温检系数WJ的获取过程包括：在检测对象的外表面设置若干个检测点，实时获取检测点的温度值并标记为检测点的表温值，对所有检测点的表温值进行求和取平均值得到检测点的表温数据BW，由所有检测点的表温值构成表温集合，对表温集合进行方差计算得到表差数据BC，通过对表温数据BW与表差数据BC进行数值计算得到检测对象的温检系数WJ；
检测对象的温检系数WJ的计算公式为：WJ=α1*BW+α2*BC，其中α1与α2均为比例系数，且α1＞α2＞1；
将检测对象的温检系数WJ与温检阈值WJmax进行比较的具体过程包括：若温检系数WJ小于温检阈值WJmax，则判定检测对象的表面温度满足要求；若温检系数WJ大于等于温检阈值WJmax，则判定检测对象的表面温度不满足要求，生成表面预警信号并将表面预警信号发送至温度检测平台，温度检测平台接收到表面预警信号后将表面预警信号发送至图像调节模块以及管理人员的手机终端；
将像素格标记为稳定格或色变格的具体过程包括：将第一张检测图像的像素格灰度值标记为像素格的灰标值，将像素格的灰度值与灰标值差值的绝对值标记为灰差值，通过存储模块获取到灰差阈值，将灰差值与灰差阈值进行比较：若灰差值小于灰差阈值，则将对应的像素格标记为稳定格；若灰差值大于等于灰差阈值，则将对应的像素格标记为色变格；
对检测对象的表面色差是否满足要求进行判定的具体过程包括：通过存储模块获取到色变阈值，将色变系数与色变阈值进行比较：若色变系数小于色变阈值，则判定检测对象的表面色差满足要求；若色变系数大于等于色变阈值，则判定检测对象的表面色差不满足要求，对检测对象进行衰减分析；
图像调节模块对图像检测模块的分析结果进行优化调节的具体过程包括：图像调节模块接收到表面预警信号后将色变阈值与对应检测对象色变系数的差值标记为优化值，通过存储模块获取到优化阈值，将优化值与优化阈值进行比较并通过比较结果对检测对象的图像检测精度是否满足要求进行判定；
将优化值与优化阈值进行比较的具体过程包括：若优化值小于优化阈值，则判定检测对象的图像检测精度满足要求；若优化值大于等于优化阈值，则判定检测对象的图像检测精度不满足要求，生成优化调节信号并将优化调节信号发送至温度检测平台，温度检测平台接收到优化调节信号后将优化调节信号发送至图像检测模块，图像检测模块接收到优化调节信号后对检测对象的色变阈值进行调节；
对检测对象的色变阈值进行调节的具体过程包括：通过公式YH＝m1*SY得到优化值YH，其中SY为色变阈值，m1为比例系数，0.85≤m1≤0.95；将优化值YH的数值对色变阈值SY的数值进行替换。
2.根据权利要求1所述的一种适用于电力设备的温度检测以及过热预警系统，其特征在于，对检测对象进行衰减分析的具体过程包括：将温检阈值WJmax与检测对象的温检系数WJ的差值标记为衰减值，通过存储模块获取到衰减阈值，将衰减值与衰减阈值进行比较：若衰减值小于衰减阈值，则判定检测对象的导热性能衰退状态满足要求；若衰减值大于等于衰减阈值，则判定检测对象的导热性能衰退状态不满足要求，生成套管更换信号并将套管更换信号发送至温度检测平台，温度检测平台接收到套管更换信号后将套管更换信号发送至管理人员的手机终端。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种适用于电力设备的温度检测以及过热预警系统，其特征在于，该适用于电力设备的温度检测以及过热预警系统的工作方法，包括以下步骤：
步骤一：对电力设备的金属绝缘套管进行表面温度检测：将电力设备的金属绝缘套管标记为检测对象，在检测对象的外表面设置若干个检测点，获取检测点的温度值并进行数值计算得到检测对象的温检系数WJ，通过温检系数WJ对检测对象的表面温度是否满足要求进行判定；
步骤二：对电力设备的金属绝缘套管进行表面温度分析：对检测对象的表面进行图像拍摄得到检测图像，将检测图像放大为像素格图像并进行灰度变换并获取检测对象的色变系数，通过色变系数对检测对象的表面色差是否满足要求进行判定；
步骤三：对图像检测模块的分析结果进行优化调节：图像调节模块接收到表面预警信号后将色变阈值与对应检测对象色变系数的差值标记为优化值，通过优化值对检测对象的图像检测精度是否满足要求进行判定，并在图像检测精度不满足要求时对色变阈值进行数值更新。
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